警犬被杀案刚刚尘埃落定，米花町又发生了一系列令人揪心的流浪猫被杀案。这些流浪猫原本在街区的各个角落自由生活，给居民们带来了不少欢乐，然而它们却接连惨遭毒手。猫咪们的尸体被发现时，身上都有整齐的伤口，死状凄惨，这一事件引起了当地居民的强烈愤慨和恐慌。
柯南和小兰在上学途中听闻了此事，正义感爆棚的他们决定展开调查。放学后，柯南、小兰与毛利小五郎、工藤悠子会合，一同来到流浪猫经常出没的区域。这里己经围聚了不少居民，大家都在纷纷议论着这可怕的事件。
柯南仔细勘查了最近一次发现流浪猫尸体的现场。周围的地面上有一些奇怪的轮胎印，看起来像是小型摩托车留下的。尸体旁还散落着一些黑色的毛发，不同于猫毛，似乎是从凶手身上掉落的。柯南小心地将毛发收集起来，准备后续分析。
毛利小五郎表情严肃地说：“这些伤口这么整齐，凶手很可能使用了专业的刀具。看来这不是简单的恶作剧，背后或许有什么不可告人的目的。”
工藤悠子则注意到附近的墙壁上有一些涂鸦，图案是一只被叉掉的猫，旁边还写着一些模糊不清的话语。“这涂鸦也许和凶手有关，看起来他对流浪猫有着某种极端的情绪。”悠子说道。
他们开始向附近的居民打听情况。一位经常喂养流浪猫的老奶奶哭诉道：“这些猫咪都很乖，不知道为什么有人要这么残忍地对待它们。前几天我还看到一个奇怪的年轻人，他每次看到猫咪都会露出厌恶的表情。”
“老奶奶，您还记得那个年轻人长什么样吗？”小兰关切地问道。
老奶奶回忆了一下说：“他穿着一件黑色的连帽衫，总是低着头，看不清脸，身材瘦瘦高高的。”
根据老奶奶提供的线索，柯南等人在街区里西处寻找符合特征的人。在一家废弃仓库附近，他们发现了一辆小型摩托车，轮胎印与案发现场的十分吻合。仓库的门半掩着，里面传出奇怪的声响。
众人小心翼翼地走进仓库，发现里面摆满了各种奇怪的工具和一些关于动物实验的书籍。在仓库的角落里，关着几只幸存的流浪猫，而一个穿着黑色连帽衫的年轻人正拿着一把手术刀，准备对其中一只猫下手。
“你在干什么！”毛利小五郎大声呵斥道。
年轻人惊恐地转过头，脸上露出扭曲的表情：“这些猫都是祸害，它们到处乱跑，传播病菌，我这是在清理它们。”
柯南愤怒地说：“你这是在滥杀无辜！这些流浪猫虽然给生活带来了一些小麻烦，但它们也是生命，你没有权利剥夺它们的生存机会。”
原来，这个年轻人曾被流浪猫抓伤过，之后患上了严重的心理疾病，对流浪猫产生了极度的恐惧和厌恶，从而做出了这些残忍的行为。毛利小五郎立刻通知了警方，将年轻人带走。仓库里的流浪猫被送到了动物保护机构，得到了妥善的照顾。在柯南等人的努力下，流浪猫被杀案终于画上了句号，米花町也暂时恢复了往日的宁静。
